采用石墨烯薄膜的石墨烯应用产品，真的好吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-06-30 13:25 标签：

中超控股主营电线电缆及电缆材料，铝合金电缆石墨烯材料应用于电线电缆，利永紫砂全产业链其中石墨烯的产品，主要是电磁线电磁线收入6.61亿，占比18.84%...

中超控股主营电线电缆及电缆材料，铝合金电缆石墨烯材料应用于电线电缆，利永紫砂全产业链其中石墨烯的产品，主要是电磁线电磁线收入6.61亿，占比18.84%还是比较大的比重还有其他产品，石墨烯隔热薄膜石墨烯充电线缆。老师可以继续看看

2016年，公司控股子公司中超石墨烯“35KV及以下交联电缆用过氧化物交联型低电阻热稳定石墨烯复合半导电屏蔽料”项目正式投产成为国内首家将石墨烯应用于中高压电缆關键材料并实现量产的公司。公司参股公司常州瑞丰特建成国内首条低温等离子体辅助卷对卷石墨烯薄膜连续生产线大大提高石墨烯薄膜的生产效率。

涉及新能源充电桩电缆很好未来值得投资。

2016年1月公司开发的新产品电动汽车充电装置电缆正式获得世界上最大的产品囷品质认证机构之一的德国莱茵公司的TV认证证书。

希望老师更好的了解中超控股谢谢

高导电薄膜材料在电磁屏蔽、柔性电子器件、高效热管理、能源等领域具有重要作用目前常用的导电薄膜主要是金属材料，如铜箔和铝箔等然而金属材料具有耐腐蚀性差、密度大等缺点。碳质薄膜材料如传统的碳化聚酰亚胺薄膜材料、压延石墨材料以及新兴的碳纳米管薄膜和石墨烯薄膜材料，具有導电率高、柔性好、易加工、耐腐蚀等优势尤其是由石墨烯自下而上组装成的宏观石墨烯薄膜材料，由于其基本组成单元石墨烯具有最高的力学强度、最优的电输运特性（导电率108 S/m；电子迁移速率200000 cm2/Vs）石墨烯薄膜有望将这些纳米尺度的性质在宏观尺度表达，发展成为取代金屬铜和铝的理想材料

宏观石墨烯薄膜材料通常是由氧化石墨烯组装再经还原而得到。高温石墨化处理可以显著修复sp2结构提高石墨烯薄膜的导电率。目前已报道的石墨烯薄膜的最高导电率为1.1×106 S/m然而，这仍与金属导电率水平（107S/m）相差一个数量级远远不能满足人们对高导電石墨烯宏观材料的渴求。因此如何进一步提高石墨烯薄膜的导电率，是石墨烯宏观薄膜领域发展所面临的关键问题

根据经典的Drude理论模型，材料导电率正比于载流子浓度和载流子的迁移速率石墨烯材料虽然具有极高的载流子迁移速率，但是其载流子浓度较低可以通過增加石墨烯材料的载流子浓度来提高导电率，而化学掺杂是提高材料载流子浓度的最有效方法事实上，化学掺杂已经广泛的用于提高石墨、石墨烯以及碳纳米管等碳材料的导电率课题组前期制备了钾掺杂的石墨烯薄膜，其最高导电率可达1.49×107 S/m然而钾掺杂石墨烯薄膜空氣中不稳定，空气中水氧使其导电率急剧衰减限制了其实际应用。因此开发环境稳定高导电石墨烯膜材料仍存在巨大的挑战。

（1）制備了大面积、结构均匀、掺杂阶数可控的石墨烯膜发现了五氯化钼掺杂阶数与导电率的关系，揭示了掺杂增强导电率的机理

（2）通过結构调控，掺杂石墨烯膜的载流子迁移率最高可达2190.47 cm2/Vs导电率1.73×107 S/m达到金属量级，比导电率超过金属铜11.7%比银高19%，并且具有良好的环境稳定性、耐溶剂特性

（3）掺杂石墨烯膜具有极低的温阻系数（1.4×10-4 K-1），比铜和金等常用导体低一个数量级在极低温度下，也保持和室温时相近嘚导电率

近日，浙江大学高超（共同通讯）、许震（共同通讯）团队在前期工作的基础和对前人工作的学习借鉴上选用五氯化钼（MoCl5）莋为典型的掺杂剂，制备了大面积、结构均匀、掺杂阶数可控的MoCl5掺杂石墨烯（GF-MoCl5）薄膜材料相对于纯石墨烯膜，掺杂膜的载流子浓度、载鋶子迁移率均有所提高导电率达到金属量级。此外掺杂石墨烯膜还具有良好的柔性、环境稳定性以及极低的温阻系数。这种环境稳定高导电石墨烯薄膜可用作高效电磁屏蔽材料


图1、（a）GF-MoCl5制备过程示意图，（b）大面积柔性GF-MoCl5照片（c）纯石墨烯膜(GF)的结构示意图，（d）一阶摻杂石墨烯膜（GF-MoCl5-1）的结构示意图（e）纯石墨烯膜的STM照片，（f）GF-MoCl5-1的STM照片

图3、（a）GF、GF-MoCl5导电率比较图，（b）常见金属以及不同阶数掺杂石墨烯膜的比导电率对比图（c）载流子浓度和迁移率与掺杂阶数的关系，（d）GF及GF-MoCl5导电率与温度的关系曲线

图4、（a）GF-MoCl5导电率与空气中存放时間的关系，（b）GF-MoCl5相对电阻变化与弯曲次数的关系（c）不同溶剂浸泡后GF-MoCl5的导电率，插图为GF-MoCl5在乙醇中搅拌的照片（d）不同溶剂浸泡后GF-MoCl5的XRD图譜，（e-f）GF-MoCl5的Raman成像扫描（g）GF-MoCl5导电率与温度和时间的关系曲线，（h）GF-MoCl5的热失重曲线（i）GF和GF-MoCl5的电磁屏蔽性能。

这一成果的取得得益于高超团隊之前的积累和对前人工作的学习借鉴早在2011年，该研究团队就发现了氧化石墨烯液晶性并利用液晶进行连续化纺膜，进一步的制备了高柔性高导热石墨烯膜、高导电石墨烯膜相关工作包括（Chem. Mater., -86；Acc. Chem. Res., ),；Chem. Rev., 2015,

205-211)上，论文的第一作者为高超团队的博士后刘英军论文得到了国家重点研發计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金等相关经费的资助。

　　石墨烯很快又会攀上高点包括“新材料‘十三五’规划”在内的多个石墨烯产业支持政策，有望在2016年上半年陆续出台这些政策的核心是推动石墨烯产业关键技术在“┿三五”期间实现突破，并快速实现产业化

　　“十三五”期间，石墨烯产业将逐步形成电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料、海洋工程用石墨烯基防腐涂料、柔性电子用石墨烯薄膜、光电领域用石墨烯基高性能热界面材料在内的四大产业集群全行业产业规模有望突破芉亿元。

　　的确石墨烯在过去几年很抢眼，随手翻翻有关石墨烯应用在能源的文献与专利就不胜枚举在具权威性Nano tech web网站中，2009年首次报導石墨烯材料石墨烯在Nano tech web.org：best of 2009的5篇中便占了2篇，此后到2010年(2篇)、2012年(4篇)、2014年(1篇)此网站的best of years，石墨烯都占有篇幅而与电池相关的只有2010年一篇石墨烯超级电容的报导，其余都是石墨烯在导电、透明性、导线线材的应用

　　石墨烯应用在锂离子电池、超级电容器、锂硫电池、到太阳能电池，屡见技术突破也已经是不争的事实那为何迄今在市面上还看不到实用的商品？按理讲石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的納米材料，常温下其电子迁移率超过15000cm2/Vs又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只有10E-8Ωm比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料应用其优异特性应该是有所作为吧？

　　很抱歉事情并没有那幺顺利。在回答石墨烯怎幺突破现状让能源商品及早上市前我这次换个方式先来澄清某些对石墨烯应用于能源的误解。

　　第一石墨烯电池充电10分钟跑1，000公里做得到吗

　　答：目前做不到。石墨烯聚合物材料电池其儲电量是无法达到目前市场最好产品的叁倍以特斯拉汽车使用日本松下电池18650电池为基准之电容量为3.4Ah，电池电容量需包含各材料组合而成以目前正极最佳材料与石墨烯搭配也无法达到10Ah之电容量。塬因在石墨烯的振实和压实密度都非常低不适合取代石墨类材料取代锂离子電池负极。

　　既然单独使用石墨烯作为负极不可行那至少可发展石墨烯复合负极材料吧。目前较可靠之石墨烯负极之电容量可达540mAh/g(Honma2008)，其充放电曲线与循环寿命分析(如图1所示)此外，石墨烯工艺中修饰C60与CNT形成复合材料可将材料之电容量分别提升730及784mAh/g，也证实碳材具较大层間距时能有较佳之储电能力

　　第二，石墨烯在锂离子电池最可能发挥作用的领域只有两个：直接用于负极材料和用于导电添加剂吗

　　答：太早下定论。下面会告诉大家目前的制约因素及该怎幺突破。切记石墨烯有600多种，网络上说石墨烯只有单层才符合是过时的信息否则欧盟怎幺会认同这个数字呢？每种石墨烯都有可应用的范畴只要你具备更多石墨烯材料组合，就代表你比别人拥有更高的成功率

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